Типичные фоновые уровни валовой ртути (растворенные формы) в природных пресных водах составляют 0,03-0,07 мкг/л; в донных отложениях рек и пресноводных озер - 0,05-0,1 мг/кг; в пресноводных растениях -0,04-0,06 мг/кг сухой массы. Обычно там, где нет указаний на загрязнение ртутью, ее уровни в питьевых водах редко превышают 0,1 мкг/л. Ртуть, прежде всего метилртуть, относится к веществам, которые накапливаются в пищевой цепи, простым образцом которой может быть, например, следующий ряд: личинка - пескарь - окунь -щука - кошка. Это значит, что в каждом последующем организме содержание метилртути обычно многократно выше, нежели в предыдущем. Пищевые продукты, выращенные и полученные при соблюдении необходимых условий, обычно характеризуются допустимым содержанием ртути [17].

Глава III. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕМЕНТЫ II ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.Менделеева»

Эксперимент начался со знакомства с ученическим коллективом. При этом для получения представления об успеваемости класса по химии была изучена статистика четвертных оценок по химии и проведен констатирующий контрольный срез знаний по этой дисциплине. (Результаты констатирующего контрольного среза знаний по химии в 9 «Б» классе гимназии №14 приведены ниже в конце главы в виде диаграммы). Затем был проведен ряд уроков по разработанным план-конспектам.

3.1 Урок по теме «Металлы Главной Подгруппы II Группы»

Комплексная дидактическая цель: ознакомить со свойствами металлов главной подгруппы II группы, их получением, нахождением в природе и применением.

В результате изучения модуля учащиеся должны уметь: давать характеристику строения атомов металлов на основе положения элементов в Периодической системе; записывать уравнения химических реакций, характерных для данных металлов: применить знания, полученные на уроках профессионального цикла; работать с дополнительной литературой, таблицами, опорными схемами; решать расчётные и экспериментальные задачи.

Данный модуль включает восемь учебных элементов (УЭ) (здесь приведены 6).

УЭ-0

Цель: проработав материал учебников, опорных схем, конспектов, а также дополнительный материал к модулю, используя знания, полученные на практике и при изучении специальных предметов, вы должны узнать о строении атомов металлов главной подгруппы II группы, свойствах и применении образованных ими простых веществ и важнейших соединений, научиться применять эти знания при изучении металлов других групп, а также темы «Стали. Марки сталей».

Освоение данного модуля расширит ваши знания о металлах и их соединениях, будет способствовать повышению вашего интеллектуального уровня и профессионального мастерства.

Руководство по организации учебного процесса. Задумайтесь о значении данной темы в вашей практической и профессиональной деятельности.

УЭ-1 (10 мин)

Целы определить исходный уровень знаний учащихся об общих свойствах металлов и их соединений.

Руководство по организации учебного процесса. Выполните тестовое задание по теме «Щелочные металлы». Выберите один или несколько правильных ответов. Работайте самостоятельно.

Входной контроль

1. Для щелочных металлов характерны физические свойства

а) высокая температура плавления

б) мягкость

в) твёрдость

г) теплопроводность

2. тонут в воде и плавятся в ней щелочные металлы

а) Na и К в) Li и Fr

б) Rb и Cs г) К и Li

3. К синтезированным элементам относится

a) Cs б) Rb в) Fr г) К

4. Наиболее слабым электролитом является

a) LiOH б) CsOH в) FrOH г) NaOH

Почему?

5. Молярная масса (г/моль) фосфата натрия равна

а) 158 6) 146 в) 164 г) 170

6. В фотоэлементах используют

a) Li б) Na в) Rb г) Cs Почему?

7. Силицидами называют соединения металлов с

а) углеродом в) серой

б) азотом г) кремнием

8. МАССА (Г) 0,3 МОЛЬ СУЛЬФАТА КАЛИЯ РАВНА

а) 40,5 б) 152,2 в) 52,2 г) 450

9. ОДНОВРЕМЕННО могут НАХОДИТЬСЯ В РАСТВОРЕ ИОНЫ

а) K+, Ва2+, SO42-, NO3- б) Li+, Са2+, Cl-, NO3-

в) Zn2+, Ва2+, ОН-, S2- r) Na+, Са2+,СO32-, OH-

10. ЦЕПОЧКЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ

хлорид натрия ® натрий ® пероксид натрия

гидроксид натрия ® нерастворимое основание

СООТВЕТСТВУЮТ СХЕМЫ РЕАКЦИЙ:

a) Na + Cl2 ®; Na + H2O ®

б) Na + Br2 ®; Na + H2 ®

в) Na + О2 ®; NaOH + FeCl3 ®

г) Na + S ®; NaOH + BaCl2 ®

Составьте соответствующие уравнения реакций.

Руководство по организации учебного процесса. Выполнив работу, обменяйтесь тетрадями и определите уровень знаний вашего товарища.

Ключ к тесту (выдает преподаватель).

1. б. г.	2. б.	3. в.	4. а. У лития самый малый радиус атома	5. в.
6. г. У него большая способность к отдаче электронов.	7. г.	8. в.	9. б.	10. а, в.

УЭ-2 (5-7 мин)

Цель: закрепить знания о строении и свойствах атомов металлов главной подгруппыII группы.

Руководство по организации учебного процесса. Запишите в тетрадях дату и тему урока.

1. Прочитайте внимательно материал...(здесь и далее указаны страницы в учебниках и дополнительной литературе) и составьте схемы строения атомов бериллия, магния, кальция.

2. Устно ответьте на вопросы.

? Как изменяется радиус атомов с возрастанием порядкового номера элемента?

? Как изменяется химическая активность металлов главной подгруппы II группы в зависимости от радиуса атома?

? Какой из этих трёх металлов наиболее активен?

3. Составьте график изменения радиусов атомов металлов главной подгруппы II группы.

Работать индивидуально. Самостоятельно оцените свои знания.

УЭ-3 (10-15 мин)

Цель - изучить физические и химические свойства бериллия, магния и щёлочноземельных металлов.

Руководство по организации учебного процесса. Прочитайте внимательно материал... Работайте в парах. Все выводы и уравнения реакций записывайте в тетрадях. Проконтролируйте друг друга. Один из пары будет отчитываться о проделанной работе.

1. Устно ответьте на вопросы.

? В чём черты сходства и различия простых веществ магния и кальция?

? Почему кальций — лёгкий и прочный металл — не применяют в самолётостроении?

? Сравните свойства кальция со свойствами щелочных металлов. Сделайте вывод.

2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения: Mg ® MgO ® MgCl2 ® MgSО4.

3. Соблюдая правила безопасности, проделайте экспериментально реакции, соответствующие следующим схемам: Mg + HCl ®; Са + НСl ®.

Составьте уравнения реакций, объясните разную химическую активность металлов.

УЭ-4 (10 мин)

Цель: познакомиться с соединениями магния, кальция, бериллия, их свойствами и областями применения.

Руководство по организации учебного процесса. Просмотрите презентацию «Щёлочноземельные металлы», рассмотрите коллекцию «Важнейшие природные соединения кальция и магния» (в парах). Прочитайте внимательно... Выпишите в тетрадь формулы основных соединений кальция, магния, бериллия и укажите области их применения (работайте индивидуально).

УЭ-5 (15-20 мин)

Учащиеся были разделены на три группы.

Для группы 1

Цель: изучить применение бериллия и его сшивов в промышленности.

Руководство по организации учебного процесса. Используйте дополнительный материал к модулю и...

Выпишите важнейшие области применения бериллия и сплавов на его основе.

Приготовьте сообщения и творческие отчёты об использовании бериллия как легирующей добавки. Покажите связь этого учебного материала с учебным материалом по технологии металлов, электротехнике, электроматериаловедению, физике. Творческие отчёты сдайте преподавателю.

Для группы 2

Цель: изучить значение магния для жизнедеятельности человека, применение магния и его сплавов, их использование в сварочном и формовочном производствах.

Руководство по организации учебного процесса. Используйте дополнительный материал к модулю и...

1.Ответьте на вопрос: «Какое значение имеет магний для человеческого организма?»

2.Проведите мини-исследование о применении магния в сварочном и формовочном деле. Обратите внимание на состав магниевого термита и его применение.

3.Допишите уравнение реакции сгорания магниевого термита, расставьте коэффициенты, укажите тип реакции: Mg + Fe3O4 ®.

По окончании работы проведите взаимопроверку.

Для группы 3

Цель: изучить применение кальция и его соединений, их значение для живых организмов, использование в будущей профессиональной деятельности.

Руководство по организации учебного процесса. Используйте дополнительный материал к модулю и...

1.Выпишите основные цифры, характеризующие содержание кальция в организме человека (выполняйте индивидуально).

2.Выполните упражнение... (работайте индивидуально).

3.Соблюдая правила безопасности, осуществите экспериментально превращения: Са ® Са(ОН)2 ® СаСО3.

Напишите уравнения реакций. Работайте в парах.

4. Используя дополнительную литературу и знания, полученные на уроках по другим предметам, заполните таблицу. Работайте в парах.

Область применения	Формула вещества	Используемые свойства

При заполнении таблицы найдите ответы на следующие вопросы.

? Благодаря каким свойствам кальций используется в сварочном деле?

? Зачем кальций добавляют в расплавы металлов?

? Почему кальций используют для получения редких металлов?

Дополнительный материал

В промышленности магний используется в виде сплавов с алюминием, марганцем, цинком и другими элементами. Все магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием, имеют сравнительно высокую прочность. Сплав магния с алюминием высокопластичен, в горячем состоянии хорошо сваривается и имеет более высокую коррозийную стойкость по сравнению с другими магниевыми сплавами. Для улучшения механических свойств магниевых сплавов их нагревают до 400 °С и охлаждают на воздухе. От коррозии их защищают оксидированием, пропиткой маслами, лаками.

Сплавы бериллия находят применение в самолётостроении, электротехнике. Из бериллия изготовляют окошечки рентгеновских трубок, используя его проницаемость для рентгеновских лучей. В смеси с препаратами радия бериллий служит источником нейтронов.

Магниевый термит для сварки составляют из порошка магния и железной окалины. Продукты сгорания магниевого термита образуются в виде пористой спёкшейся массы оксида магния, которая впитывает в себя расплавленное железо. Магниевый термит применяют в основном для сварки стальных телеграфных и телефонных проводов воздушных линий связи, но он может использоваться и для сварки стыков стальных труб небольших диаметров.

Мрамор - диэлектрик. Он гигроскопичен и поэтому используется в качестве электроизоляционного материала. Его шлифуют и пропитывают органическими веществами — парафином и лаками. Мрамор - негорючий материал. Из него изготовляют распределительные доски и основания для рубильников и щитков с предохранителями в установках, рассчитанных на напряжение до 500 В.

По окончании работы каждая группа отчитывается о выполнении заданий [18, 19].

3.2 Урок по теме «Бериллий, магний и щелочноземельные металлы»

Задачи урока:

Обучающие.

Рассмотреть химические свойства элементов главной подгруппы II группы. Вспомнить двойственный (амфотерный) характер оксида и гидроксида бериллия. Познакомить учащихся со способами получения и с историей открытия этих элементов. Повторить окислительно-восстановительные реакции (ОВР) и алгоритм расстановки коэффициентов в уравнениях таких реакций методом электронного баланса. Продолжить планомерную подготовку учащихся к единому государственному экзамену (выполнение заданий тестового типа, ОВР).

Развивающие:

Развивать мышление учащихся, в том числе умение анализировать, смекалку, эрудицию, познавательный интерес с помощью химического эксперимента.

Воспитательные.

Воспитывать в учащихся такие личностные качества, как целеустремленность, наблюдательность, умение работать в коллективе, ответственность.

Методические приемы объяснения нового материала. Рассказ, беседа, демонстрация опытов, самостоятельная работа учащихся.

Оборудование и реактивы. На столе учителя: магнитофон с кассетой, тигельные щипцы, спиртовка, спички, две чашки Петри, кристаллизатор; фенолфталеин, вода, образцы металлов главной подгруппы II группы: магний и кальций.

На столах учащихся: тестовые задания, справочный материал, опорный конспект «Получение металлов», спички, небольшие чашечки с тампонами из ваты, смоченной солями кальция, стронция и бария.

ХОД УРОКА

Оргмомент. Введение в урок. Актуализация опорных знаний

Здравствуйте, ребята! На сегодняшнем уроке мы продолжим наше увлекательное путешествие в страну «Металлию» и посетим хорошо известный город «Щелочноземельск». Жителями этого города являются элементы IIа группы периодической системы, начиная с кальция. А в пригороде живут остальные элементы этой подгруппы. Давайте перечислим все эти элементы.

Ученик. Это бериллий Ве, магний Mg, кальций Са, стронций Sr, барий Ва и радий Ra.

Учитель. Но готовы ли вы к сегодняшнему путешествию? Давайте проверим, крепки ли ваши знания. Для этого я предлагаю вам тест, состоящий из пяти заданий. К каждому заданию дается четыре варианта ответа. Внимательно прочитайте и задания, и предлагаемые варианты ответов и обведите верный ответ в кружок. Отвечайте только после того, как вы их поняли и проанализировали. На этот вид работы отводится всего 5 мин.

Тест

1. К щелочно-земельным металлам не относят:

а) кальций; б) бериллий;

в) стронций; г) барий.

2. Стабильных природных изотопов не имеет:

а) стронций; б) барий;

в) радий; г) бериллий.

3. Из элементов главной подгруппы II группы хранить на воздухе можно:

а) барий; б) кальций;

в) стронций; г) магний.

4. В простых веществах, образованных элементами главной подгруппы II группы, связь между атомами:

а) ионная; б) ковалентная;

в) металлическая; г) водородная.

5. Сплав под названием бериллиевая бронза внешне похож на золото. Из него изготавливают пружины и клапаны специального назначения. Судя по названию, помимо бериллия в состав сплава входит:

а) железо; б) цинк;

в) серебро; г) медь.

О т в е т ы. 1 – б; 2 в; 3 – г; 4 – в; 5 – г.

Учитель. Молодцы! Вы отлично справились с предложенными заданиями. Вижу, что вы готовы к приобретению новых знаний. Тогда немедля мы двинемся в путь! И первая наша станция ?

«Информационная».

Вывешивается плакат с названием станции

Станция «Информационная»

УЧИТЕЛЬ. На прошлом нашем занятии мы познакомились с магнием и кальцием, а сегодня поговорим о бериллии и радии.

УЧЕНИК (выступает с небольшим сообщением о бериллии). Бериллий был открыт в 1798 г. Л.Вокленом. Название элемента происходит от немецкого слова «Brille», обозначающего очки. В XVIII в. стекла очков готовили из монокристаллических образцов минерала берилла. Бериллий ядовит. Вдыхание паров его оксида вызывает бериллоз – общее отравление организма, заканчивающееся летальным исходом.

УЧИТЕЛЬ. А что вы знаете о радии?

УЧЕНИК. Радий – это редкий радиоактивный элемент, не имеющий стабильных изотопов.

УЧИТЕЛЬ. Действительно, радий – очень редкий радиоактивный металл (содержание в земной коре 1•1010 %). Например, 40 т африканского карналлита содержат 1 г радия. Самый устойчивый изотоп – 226Ra – с периодом полураспада около 1600 лет в результате ядерной реакции превращается в радон:

Вторым продуктом распада является a-частица, т.е. полностью ионизированный (потерявший все свои электроны) атом гелия.

У Владимира Владимировича Маяковского есть такие строчки о радии:

Поэзия та же добыча радия.

В грамм добыча, в год труды.

Изводишь единого слова ради

тысячи тонн словесной руды.

УЧИТЕЛЬ. Следующая остановка – станция «Химическая». (Звучит песня и вывешивается плакат с названием станции.) Вначале давайте вспомним химические свойства ранее изученных элементов II группы.

Далее учитель демонстрирует опыты.

1. Опыт «Взаимодействие кальция с водой».

Учащиеся пишут уравнение химической реакции:

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2.

УЧИТЕЛЬ. В чашке Петри находится кальций, а в кристаллизаторе – вода. Добавляем в воду фенолфталеин. Берем щипцами кусочек кальция, опускаем его в воду. Начинается выделение водорода. За счет образования гидроксида кальция и изменения окраски фенолфталеина вода в кристаллизаторе стала малиновой.

2. Опыт «Взаимодействие магния с кислородом».

Учащиеся вновь пишут уравнение химической реакции:

2Mg + O2 = 2MgO.

УЧИТЕЛЬ. В чашке Петри находится магний. Берем щипцами кусочек магния и поджигаем его. Он быстро и очень ярко сгорает. Образуется оксид магния.

Но бериллий, магний и щелочно-земельные металлы могут взаимодействовать и с другими неметаллами. Образуются соответствующие бинарные соединения – гидриды, галогениды, сульфиды, карбиды, нитриды и т.д. К какому типу принадлежат эти реакции (по числу и составу исходных и полученных веществ)?

Задание для класса.

Составить уравнения химических реакций и назвать получившиеся соединения:

1) барий + водород ®….;

2) бериллий + хлор ®….;

3) кальций + сера ®….;

4) кальций + углерод ®….;

5) магний + азот ®…..

Ученик, который раньше всех справляется с этим заданием, выходит к доске, записывает уравнения реакций и расставляет коэффициенты методом электронного баланса по изученному в 8-м классе алгоритму, одновременно комментируя свои действия.

УЧЕНИК. Подчеркиваем символы элементов, степени окисления которых изменяются; составляем электронные уравнения, определяя число отданных и принятых электронов; уравниваем число отданных и принятых электронов, подобрав наименьшее общее кратное и дополнительные множители, и, наконец, расставляем коэффициенты.

Таким образом, класс еще раз повторит и закрепит алгоритм расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса, поскольку ОВР являются одним из основных элементов содержания ЕГЭ.

3. Опыт «Взаимодействие с кислотами».

УЧИТЕЛЬ. Все металлы этой подгруппы взаимодействуют с растворами сильных кислот.

Учащиеся записывают уравнения химических реакций:

Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2,

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2.

УЧИТЕЛЬ. А теперь давайте вспомним, почему щелочно-земельные металлы так называются.

УЧЕНИК. Словом «земля» алхимики обозначали плохо растворимые соединения. Поскольку при смачивании водой оксидов кальция, стронция и бария образовывалась щелочная среда, то эти оксиды стали называть щелочными землями, а металлы – щелочно-земельными.

УЧИТЕЛЬ. В чем особенность бериллия?

УЧЕНИК. Бериллий является элементом, оксид и гидроксид которого проявляют амфотерный характер: они образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и со щелочами.

УЧИТЕЛЬ. Докажите это соответствующими уравнениями реакций.

УЧЕНИК (выходит к доске и записывает уравнения). Взаимодействие оксида бериллия с хлороводородной кислотой:

BeO + 2HCl = BeCl2 + H2O,

взаимодействие оксида бериллия с гидроксидом натрия:

BeO + 2NaOH = Na2BeO2 + H2O.

УЧИТЕЛЬ. А теперь мы проведем такой эксперимент. Перед вами находятся образцы cолей трех металлов. Все они на вид одинаковые. А как же определить, где соль кальция, где бария, а где стронция? Для этого обратимся к справочному материалу.

На данном этапе необходимо провести качественное обнаружение ионов щелочно-земельных металлов: облить тампоны, лежащие в чашечках, этиловым спиртом и поджечь. Обратить внимание на цвет пламени спирта.

Станция «Потребительская»

Далее учитель обращает внимание на опорный конспект, который лежит на столах учеников, активно обсуждает его с классом. Необходимый для запоминания материал учащиеся помечают у себя в тетрадях.

Опорный конспект

Получение металлов II группы,

главной подгруппы

1. Кальций и стронций получают электролизом расплавов их хлоридов:

2. Для получения бария используют алюмотермию:

3. Бериллий получают восстановлением магнием из фторида:

4. Магний получают в промышленности из морской воды. Ионы магния, содержащиеся в морской воде, осаждают в виде гидроксида, который затем переводят в хлорид, электролизом расплава хлорида магния получают металл:

Закрепление изученного материала

УЧИТЕЛЬ. Ну вот и подошло к концу наше путешествие в город «Щелочноземельск». Но не расстраивайтесь, ведь впереди нас с вами ждет увлекательнейшая экскурсия по другим городам «Металлии», таким, как «Железногорск» и «Алюминевск». Но прежде чем уехать в наш городок Рассказово, необходимо ответить на вопросы от жителей «Щелочноземельска».

Для закрепления изученного материала используются карточки, в которых два вопроса: первый направлен на воспроизведение теоретического материала, а второй – это задача или упражнение по химии (применение знаний в знакомой ситуации). На этот вид работы отводится 15 мин.

Проверочная работа по теме «Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы»

К а р т о ч к а 1

1. Что общего и в чем различие в строении атомов элементов главной подгруппы II группы периодической системы? Можно ли их назвать элементами с постоянной степенью окисления?

2. Какие вещества из перечисленных ниже могут реагировать с металлическим магнием при обычных условиях:

а) разбавленная серная кислота;

б) концентрированная азотная кислота;

в) гидроксид натрия;

г) хлорид алюминия (раствор);

д) хлорид меди(II) (раствор)?

Напишите уравнения соответствующих реакций.

К а р т о ч к а 2

1. Исходя из положения бария и кальция в периодической системе Д.И.Менделеева, предположите:

а) какой из этих двух металлов имеет более высокую температуру плавления?

б) какой из этих двух металлов более твердый?

в) Какой из этих двух металлов является более сильным восстановителем?

Объясните свои предположения.

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

ВаСО3 ® ВаО ® Ва(ОН) 2 ® ВаSО3 ® ВаSО4.

Уравнение последней реакции запишите также в ионной форме.

К а р т о ч к а 3

1. Какие элементы называют щелочноземельными металлами? Можно ли их отождествлять со всеми элементами главной подгруппы II группы периодической системы?

2. Перечислите известные вам химические свойства элементов рассматриваемой подгруппы. Напишите уравнения реакций магния с кислородом, кальция с углеродом, бария с водой, стронция с водородом.

К а р т о ч к а 4

1. Расскажите о биологической роли элементов магния и кальция в живой природе. За счет каких продуктов питания восполняется запас кальция в организме человека?

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Ca ® Ca(OH) 2 Ca ® CaCO3 Ca ® CaO Ca ® Ca(OH) 2 Ca ® CaCl2 Ca ® Ca.

Уравнение последней реакции запишите также в ионной форме.

К а р т о ч к а 5

1. Какие процессы называют кальциетермией и магниетермией? Какие металлы получают такими способами? К какому типу металлургических процессов относят кальциетермию и магниетермию?

2. Щелочно-земельный металл массой 5 г окислили кислородом воздуха. Полученный оксид прореагировал с водой, в результате образовался гидроксид металла массой 9,25 г. Какой щелочноземельный металл был взят?

К а р т о ч к а 6

1. Кратко охарактеризуйте важнейшие соли щелочных и щелочноземельных металлов и магния, их нахождение и роль в природе, применение, свойства.

2. Оксид и гидроксид бериллия имеют амфотерный характер. Докажите это уравнениями соответствующих реакций.

Итоги урока

УЧИТЕЛЬ. Ребята! Понравился ли вам наш сегодняшний урок? Что нового (интересного, увлекательного, познавательного) вы сегодня для себя узнали? Какие знания, полученные сегодня на уроке, пригодятся вам в вашей дальнейшей жизни?

Учитель благодарит учеников за сотрудничество и за активную работу на уроке.

Домашнее задание

УЧИТЕЛЬ. Осталось только записать домашнее задание.

1) § 12 по учебнику О.С.Габриеляна «Химия. 9 класс» (М.: Дрофа, 2006), упражнение 5 после параграфа.

2) Творческое задание. Написать сочинение (о химическом веществе или процессе), посвященное химии щелочноземельных металлов, или сделать плакаты на эту тему.

Это для всех учеников.

Для учащихся, желающих попробовать свои силы в решении задач высокой сложности: «582,4 г фосфида кальция растворили в хлороводородной кислоте. Получили фосфид водорода и хлорид кальция. Фосфид водорода сожгли и получили оксид фосфора(V), который растворили в 800 мл 25%-го раствора гидроксида натрия, имеющего плотность 1,28 г/см3. Составьте уравнения протекающих реакций и определите, какая соль образовалась в результате этих превращений. Какова массовая доля образовавшейся соли в полученном растворе?»[18, 20-23, 25].

3.3 Задачи и тесты по теме: «Щелочноземельные металлы»

3.3.1 Тест по теме: «Щелочноземельные металлы и их соединения»

1. Какова электронная конфигурация атома кальция?

А) 1s2 2s22р63s2 Б) 1s22s22p6 3s23p64s2

В) 1s22s22p2 Г) 1s22s22p63s22p63d24s2

2. С какими из следующих веществ реагирует кальций?

А) Cl2 Б) Na2O

В) Н2О Г) NaCl

3. С какими веществами реагирует гидроксид кальция?

А) NaOH Б) SO2

В) Na2O Г) HCl

4. Какого состава осадок образуется при взаимодействии растворов солей Na3PO4 и Ca(NO3)2?

А) NaNO3 Б) Ca(OH)2

В) Са3(РО4)2 Г) Na2HPO4

5. Формуле вещества CaO соответствуют названия:

а) гашёная известь; б) известняк;

в) негашёная известь; г) жжёная известь.

6. Самое сильное основание из приведённых ниже оснований – это:

а) Be(OH)2; б) Mg(OH)2; в) Ca(OH)2; г) Ba(OH)2.

7. Из приведённых ниже металлов наиболее энергично реагирует с водой:

а) Be; б) Mg; в) Ca; г) Ba;

8.В ряду химических элементов Be – Mg – Ca – Sr – Ba увеличиваются:

а) радиус атома; б) число электронов на внешнем слое;

в) восстановительные свойства; г) число электронных уровней.

9. Химически чистый оксид кальция образуется:

а) при сжигании кальция на воздухе; б) окислением кальция водой;

в) разложением гашёной извести; г) окислением кальция водородом.

10. Для получения металлического кальция пригодны методы:

а) электролиз раствора его хлорида; б) электролиз расплава его хлорида;

в) восстановление из его оксида; г) электролиз раствора его гидроксида?

11. Расставьте коэффициенты, пользуясь методом электронного баланса, в

следующей схеме реакции: Mg + H2SO4 конц. MgSO4 + H2S + H2O

Посчитайте их сумму в правой части уравнения. Укажите верный ответ.

а) 6; б) 7;

в) 9; г) 10.

12.Щелочноземельные металлы получают:

а) металлотермией; б) пирометаллургией;

в) электрометаллургией; г) гидрометаллургией.

13. Минерал, содержащий природный оксид алюминия – это:

а) корунд; б) нефелин;

в) карналлит; г) глинозём.

14. Восстановительные свойства ярче всего выражены у элемента:

а) Be; б) Mg; в) Ca; г) Ba;

15.Общее в строении атомов щелочноземельных металлов – это:

а) одинаковый заряд ядра атома; б) одинаковый радиус атома;

в) два электрона на внешнем г) одинаковая степень окисления?

электронном уровне;

16.Формуле вещества CaSO4 соответствуют названия:

а) природный гипс; б) мёртвый гипс;

в) безводный гипс; г) жжёный гипс.

17.Какова электронная конфигурация атома цинка?

а) …3d104s1; б) …3d94s1;

в) …3d104s2; г) …3d104s0.

18. Укажите степень окисления атома цинка в соединениях:

а) +1; б) +2;

в) +3; г) +6.

19. Цинк металл:

а) желтого цвета;

б) голубовато-серебристого цвета;

в) черного цвета;

г) серовато-белого цвета.

20. Отметьте схемы осуществимых реакций:

а) Zn + HCl … ;

б) Zn + NaOH … ;

в) Zn + MgSO4 (р-р) … ;

г) Zn + Cl2 … .

21. Cумма коэффициентов в уравнении реакции

ZnS + О2 …

равна:

а) 8; б) 10;

в) 9; г) 11.

22. Пользуясь электрохимическим рядом напряжений металлов, укажите металлы, вытесняемые цинком из растворов их солей.

а) Fe; б) Mg;

в) Sn; г) Ag.

23. При взаимодействии цинка с концентрированной серной кислотой выделяется:

а) SO2; б) S;

в) H2S; г) H2.

24. Оксид цинка обладает:

а) основными свойствами;

б) кислотными свойствами;

в) амфотерными свойствами [24-28].

3.3.2 Задачи

Задачи с решениями [29]

Задача 1. При прокаливании 50 кг чистого карбоната кальция масса твердого вещества уменьшилась на 4,4 кг. Сколько процентов карбоната кальция разложилось

Решение. CaCO3 = CaO + CO2↑

m (CO2) = 4400 г, ν (CO2) = m/М = 4400/4 = 100 моль

ν (CaCO3) = ν (CO2) = 100 моль

m (CaCO3) = ν · М = 100 · 100 = 10000г = 10 кг.

Доля разложившегося CaCO3 равна:

m (CaCO3) / mобщ (CaCO3) = 10/50 = 0,2 = 20%.

Ответ. 20%

Задача 2. 8г металла со степенью окисления +2 прореагировало с водой, и выделилось 4,48 л водорода (н.у.). Определите относительную атомную массу металла и назовите его.

X + 2 H2O = X(OH)2 + H2↑

ν (H2) = V/ Vm = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль,

ν (X) = ν (H2) = 0,2 моль,

А (X) = m / ν = 8 / 0,2 = 40 г/моль.

Неизвестный металл кальций Ca

Ответ. Аr(Х) = 40. Кальций.

Задача 3. Из 20 т известняка, содержащего 0,04 массовых долей, или 4%, примеси, получили 12 т гидроксида кальция. Сколько массовых долей, или процентов, это составляет по сравнению с теоретическим выходом?

Решение. m (CaCO3) = 20 · 0,96 = 19,2 т = 19 200 кг,

ν (CaCO3) = m/М = 19200 / 100 = 192 кмоль,

ν(Ca(OH)2) = ν (CaCO3) = 192 кмоль,

mтеор (Ca(OH)2) = ν · М = 192 · 74 = 14208 кг = 14,208 т

Выход (Ca(OH)2) равен:

η (Ca(OH)2) = mпракт / mтеор = 12 / 14, 208 = 0,845 = 84,5 %

Ответ. 84,5 %

Задача 4. Образец жесткой воды содержит 100 мг/л гидрокарбоната кальция и 30 мг/л сульфата кальция. Сколько карбоната натрия потребуется для умягчения 1 м3 такой воды.

Решение.Ca (HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓ + 2 NaHCO3

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 ↓ + Na2SO4.

m (Ca (HCO3)2) = 100 мг/л · 1000л = 1000 000 мг = 100 г,

ν (Ca (HCO3)2) = m/М = 100 / 162 = 0, 617 моль,

ν1 (Na2CO3) = ν (Ca (HCO3)2) = 0, 617 моль,

m (CaSO4) = 30 мг/л · 1000 л = 30000 мг = 30 г,

ν (CaSO4) = m/М 30/136 = 0, 221 моль,

ν2 (Na2CO3) = ν (CaSO4) = 0, 221 моль.

ν (Na2CO3) = ν1 (Na2CO3) + ν2 (Na2CO3) = 0, 617 + 0, 221 = 0, 838 моль, m (Na2CO3) = ν · М = 0,838 ·106 = 88, 8г

Ответ. m (Na2CO3) = 88,8 г.

Задания для самостоятельной работы

1. С какими из предложенных веществ будет реагировать оксид бария: ортофосфорная кислота, оксид серы(IV), оксид бериллия, оксид магния, соляная кислота, оксид фосфора(V), хлорид железа(II)? Составьте уравнения возможных реакций.

Запишите уравнения реакций, соответствующие следующим превращениям

2.Смесь карбонатов кальция и магния массой 26,8 г обработали кислотой. При этом выделилось 6,72 л газа (н. у.). Определите массовые доли компонентов в смеси.

Ответ. (СаСО3) = 37,3%; (MgСО3) = 62,7%.

3.При прокаливании 10 г смеси негашеной извести, кальцинированной соды и питьевой соды выделилось 336 мл газа (н. у.), а при действии на такую же массу смеси хлороводородной кислотой выделилось 1,792 л газа (н. у.). Определите состав смеси в процентах.

Ответ. (СаО) = 21,8%; (Na2CО3) = 53%; (NaHCО3) = 25,2% [30, 31].

Цепочки превращений

I. 1. Карбонат кальция оксид кальция ®гидроксид кальция ® карбонат кальция ® нитрат кальция.

2. Магний ® сульфат магния ® нитрат магния ® оксид магния ® ацетат магния.

3. Хлорид кальция ® сульфат кальция ® сульфид кальция ® сульфат кальция ® гидроксид кальция ® оксид кальция ® гидрокарбонат кальция.

4. Магний ® оксид магния ® гидроксид магния ®хлорид магния ® гидроксокарбонат магния ® сульфат магния ® гидроксид магния.

5. Сульфид магния ® оксид магния ® … ® гидроксид магния ® … ® нитрат магния.

6. Кальций ® гидроксид кальция ® карбонат кальция ® оксид кальция ® карбид кальция ® гидроксид кальция ® гидрокарбонат кальция.

II. Используя схему «Кальций и его соединения», напишите уравнения реакций 1 – 14

Контрольные работы по теме: «Щелочноземельные металлы»

Вариант I

1. Почему химические элементы: кальций, стронций, барий, радий, находящиеся во II группе главной подгруппы ПСХЭ Д. И. Менделеева, называют щелочноземельными металлами? Ответ поясните записью уравнений химических реакций.

2. Почему горящий магний нельзя гасить водой?

3. Напишите уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства оксида кальция. Почему строители называют его «кипелкой»?

4. Как в быту частично смягчают жесткую воду: а) не применяя химических реактивов, б) используя домашние средства?

Вариант II

1. С какими из перечисленных веществ, формулы которых: О2, S, Cl2, Н2, Н2О, NaOH, H2SО4, CuSO4, КС1, реагирует кальций? Запишите уравнения химических реакций.

2.Что общего и чем отличаются щелочноземельные и щелочные металлы? Как изменяется химическая активность металлов главной подгруппы второй группы с возрастанием порядковых номеров их образующих химических элементов (укажите стрелкой)?

3.Известковую воду разделили на две порции. Через одну пропускали оксид углерода (IV) до тех пор, пока сначала появившийся осадок не растворился, затем обе порции слили. Предположите, что можно наблюдать при этом. Запишите уравнения всех происходящих реакций и отметьте их признаки. Назовите полученные вещества.

4.Назовите две-три соли щелочноземельных металлов, хорошо и плохо растворимых в воде. Какие из них могут обусловливать жесткость воды?

Вариант III

1.Можно ли получать щелочноземельные металлы электролизом водных растворов их солей? Ответ подтвердите записью уравнений происходящих химических реакций.

2.Назовите два-три способа устранения карбонатной жесткости воды. Ответ поясните уравнениями химических реакций.

3.Какие опыты надо провести, чтобы подтвердить восстановительные свойства магния?

4.Как будет изменяться свечение лампочки в приборе для испытания электропроводности растворов, если его электроды опустить в известковую воду, через которую пропускать оксид углерода (IV)? Почему?

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Три химических элемента «А», «Б», «В» образуют различные соединения. Вещество «АВ» — растворяется в воде, окрашивая лакмус в синий цвет. Соединение, в состав которого входят все три химических элемента, не растворяется в воде, но образует растворимое вещество если на него действовать водой и соединение «Б» с «В». Какие химические элементы условно обозначены буквами? О каких соединениях и реакциях идет речь? Составьте уравнения химических реакций.

2. Гидрид бария горит на воздухе, а при реакции с водой образует водород. Запишите уравнения этих реакций и укажите, что окисляется и что восстанавливается в каждой из них.

3. Если оксид кальция на долгое время оставить на воздухе, его масса изменится. Как? Почему?

4. В каком направлении сместится равновесие химической реакции СаСО3 + Н2О + СО2= Са(НСО3) + Q, если: а) понизить температуру, б) повысить давление, в) увеличить концентрацию оксида углерода (IV)?

5. Горы Крымского полуострова в основном состоят из известняка. Объясните причину большого числа пещер в этих горах.

6. Объясните, почему из металлического магния не делают бытовые изделия, а сравнительно легкий и прочный металл кальций не используется в авиационной промышленности [29-32].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. ВЫВОДЫ

В эксперименте принимали участие ученики 9 классов МОУ СОШ-лицей № 14 г. Нальчик (выборочная совокупность составляла 45 школьников).

После проведения разработанных занятий были проведены контрольные работы и тесты, которые приведены в последнем разделе. Результаты эксперимента в школе приведены в диаграммах, отражающих изменения качества знаний и успеваемости в контрольном (9а) и экспериментальном (9 (б)) классах.

Диаграмма 1. Уровень успеваемости и качество знаний учеников в контрольном и экспериментальном классах

Таким образом, избранная тематика способствовала повышению качества знаний, научного и экологического мировоззрения, а главное вызвала интерес учащихся к более глубокому изучению химии.

ВЫВОДЫ

На основе проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. В программах и учебных пособиях по химии недостаточно отражена экологически важная информация, что мешает плодотворному изучению этих разделов химии

2. Выполненный обзор подтверждает наличие широкого спектра проблем экологического характера, связанных с элементами II группы. Эти сведения могут быть использованы при планировании и реализации учебно-воспитательной работы

3. результаты эксперимента подтверждают эффективность экологизации как средство усовершенствования учебно-воспитательной работы и повышения качества знаний учащихся.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рудзитис Г.Е., Фельдман Р.Г. Учебник для 8 класса средней школы. М.: Просвещение, 1992.

2. Рудзитис Г.Е., Фельдман Р.Г. Учебник для 9 класса средней школы. М.: Просвещение, 1992.

3. Рудзитис Г.Е., Фельдман Р.Г. Учебник для 11 класса средней школы. М.: Просвещение, 1992.

4. Ахметов Н.С. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 1998 г.

5. Иванова Р.Г. Химия, 8-9 - М.: Просвещение, 2003.

6. Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н. Химия. - М.: Вентана Граф, 1997.

7. Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия. – М.: Дрофа, 1995.

8. Минченков Е. Е., Зазнобина Л.С., Смирнова Т.В. Химия – 8. . – М.: Школа – Пресс, 1998.

9. Журин А.А. Рабочая тетрадь для 8 класса. Ч.2. – М.: Открытый мир, 1996.

10. О. С. Габриелян, Н.П. Воскобойникова, А.В. Ящукова. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2003 г.

11. Материалы сайта www.1september.ru

12. Химия: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Е. А. Алферова, Н.С. Ахметов, Н.В. Богомолова и др. М.: Дрофа, 1999. с. 430-438.

13. Алпатьев А.М. Развитие и преобразование окружающей среды. Л.: Наука, 1983

14. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: МГУ, 1994.

15. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. В 3 кн. М: Пангея, 1996, т. 3.

16. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир, 1997.

17. Небел Б. Наука об окружающей среде. В 2 т. М.: Мир, 1993.

18. Сайт «Я иду на урок химии» www.1september.ru

19. Ахметов М.А. Система обучающих заданий: творческий уровень. / Химия в школе, 2004, № 1, с. 21 – 28.

20. Бусев А.И., Ефимов И. П.. Определения, понятия, термины в химии. М.: Просвещение, 1981, 192 с.

21. H.В. Егорова. Наш подход к экологическому образованию учащихся // Химия в школе. – 2002. - № 5. - С. 40 – 43.

22. Табуева Э.М. Экологическое образование как фактор формирования культурного потенциала личности // Химия в школе. – 2004. - №5. – С.18-19.

23. Боброва О.В. Организация самостоятельной работы учащихся при изучении нового материала // Химия в школе. 1996. - №5. – С. 23.

24. Сорокин В.В., Злотников Э. Г. Проверь свои знания: Тесты по химии: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение: Учеб. лит., 1997.

25. Н.Н. Черняев, М.А. Ахметов. Тестовые задания и индивидуализация обучения / Химия в школе, 2001, 9.

26. Суровцева Р.П., Гузей Л.С., Останний Н.И., Татур А.О. Тесты по химии. 8-9 классы. Учебно-методическое пособие. М.: Дрофа, 1997.

27. Афонина И.Г. Тестовые задания в курсе химии. // Химия в школе. – 2002. - № 7. - С. 43 45.

28. Химия: Сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации (варианты и ответы, решение расчетных задач). 9 класс (базовый уровень) / Н.В. Ширшина. – Волгоград.: Учитель, 2004. С.81.

29. Р. П. Суровцева, С. В. Сафронов. Задания для самостоятельной работы по химии. М.: Просвещение, 1993 г.

30. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии. Учеб. пособие для хим.-техн. вузов. М.: Высш. шк., 1984, стр. 224.

31. Глориозов П.А., Рысс В.Л. Проверочные работы по химии. 7, 8, 9, 10 классы. М.: Просвещение, 1980, 1981, 1985.

32. Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по неорганической химии. 8-9 классы. М.: Просвещение, 1990.

Страницы: 1, 2